本申請(qǐng)涉及油氣開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電加熱輔助雙水平井循環(huán)預(yù)熱管柱結(jié)構(gòu)及其油層加熱方法。

背景技術(shù)：

蒸汽輔助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage，SAGD)是一種稠油油藏開(kāi)發(fā)方式。目前蒸汽輔助重力泄油常采用雙水平井蒸汽輔助重力泄油。其中，雙水平井蒸汽輔助重力泄油方式中，通常在上部水平井和下部水平井中均置入兩根相互平行的油管，一根為其下端穿過(guò)封隔器延伸至水平井尾部的長(zhǎng)油管，一根為其下端剛好穿過(guò)封隔器的短油管。在循環(huán)預(yù)熱過(guò)程中，長(zhǎng)油管用于注入蒸汽流體，短油管用于排出流體，從而依靠水平段篩管環(huán)空的蒸汽熱傳導(dǎo)加熱雙水平井SAGD的水平段之間的油層。

然而，由這種開(kāi)發(fā)方式容易造成各水平段升溫速率不一致，即造成水平段在預(yù)熱一段時(shí)間后，各段之間存在較大的溫度差異，在循環(huán)預(yù)熱轉(zhuǎn)入SAGD生產(chǎn)后，低溫段蒸汽腔發(fā)育差，而高溫段蒸汽腔優(yōu)先發(fā)育，從而也容易出現(xiàn)油層采收率偏低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)實(shí)施例的目的在于提供一種電加熱輔助雙水平井循環(huán)預(yù)熱管柱結(jié)構(gòu)及其油層加熱方法，以實(shí)現(xiàn)油層的均勻加熱，提高油層采收率。

為達(dá)到上述目的，一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種電加熱輔助雙水平井循環(huán)預(yù)熱管柱結(jié)構(gòu)，

包括上部水平井和下部水平井；所述上部水平井的第一篩管內(nèi)安裝有第一封隔器，所述下部水平井的第二篩管內(nèi)安裝有第二封隔器；所述第一封隔器和所述第二封隔器將雙水平井對(duì)應(yīng)油層封隔為第一油層和第二油層；其中，

所述上部水平井內(nèi)安裝有用于注汽的第一油管和用于排汽的第二油管；所述第一油管的下端向右伸出所述第一封隔器并延伸至所述第一篩管尾部，所述第二油管的下端向右伸出所述第一封隔器；位于所述第一篩管內(nèi)對(duì)應(yīng)于所述第一油層段的第二油管上套有第一導(dǎo)熱管；所述第一導(dǎo)熱管上盤繞有第一加熱電纜；

所述下部水平井內(nèi)安裝有用于注汽的第三油管和用于排汽的第四油管；所述第三油管的下端向右伸出所述第二封隔器并延伸至所述第二篩管尾部，所述第四油管的下端向右伸出所述第二封隔器；位于所述第二篩管內(nèi)對(duì)應(yīng)于所述第一油層段的第三油管上套有第二導(dǎo)熱管；所述第二導(dǎo)熱管上盤繞有第二加熱電纜。

本申請(qǐng)實(shí)施例的管柱結(jié)構(gòu)，位于所述第一篩管內(nèi)對(duì)應(yīng)于第一油層段的第一油管上套有第一絕熱環(huán)；位于所述第二篩管內(nèi)對(duì)應(yīng)于第一油層段的第四油管上套有第二絕熱環(huán)。

本申請(qǐng)實(shí)施例的管柱結(jié)構(gòu)，所述第一加熱電纜對(duì)應(yīng)的第一篩管部分內(nèi)填充有導(dǎo)熱液；所述第二加熱電纜對(duì)應(yīng)的第二篩管部分內(nèi)填充有導(dǎo)熱液。

本申請(qǐng)實(shí)施例的管柱結(jié)構(gòu)，所述第一篩管的內(nèi)壁底部敷設(shè)有第一磁化不銹鋼貼片；所述第二篩管的內(nèi)壁頂部敷設(shè)有第二磁化不銹鋼貼片。

本申請(qǐng)實(shí)施例的管柱結(jié)構(gòu)，所述第一磁化不銹鋼貼片覆蓋所述第一篩管內(nèi)壁的二分之一面積，且其長(zhǎng)度與所述第一導(dǎo)熱管長(zhǎng)度相等；所述第二磁化不銹鋼貼片覆蓋所述第二篩管內(nèi)壁的二分之一面積，且其長(zhǎng)度與所述第二導(dǎo)熱管長(zhǎng)度相等。

本申請(qǐng)實(shí)施例的管柱結(jié)構(gòu)，所述第一導(dǎo)熱管與所述第二油管之間的環(huán)形空間內(nèi)填充有隔熱材料；所述第二導(dǎo)熱管與所述第三油管之間的環(huán)形空間內(nèi)填充有隔熱材料。

本申請(qǐng)實(shí)施例的管柱結(jié)構(gòu)，所述隔熱材料包括玻璃纖維、石棉和巖棉的任意一種或多種。

本申請(qǐng)實(shí)施例的管柱結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)熱液包括：水、輕質(zhì)油和導(dǎo)熱油中的任意一種。

另一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種基于上述管柱結(jié)構(gòu)的油層加熱方法，包括以下步驟：

同時(shí)啟動(dòng)上部水平井和下部水平井的電加熱，使所述第一加熱電纜及所述第二加熱電纜之間的油層段以預(yù)設(shè)升溫速度升溫度；

當(dāng)所述油層段中部溫度升溫至熱開(kāi)裂溫度時(shí)，繼續(xù)以所述升溫速度加熱預(yù)定時(shí)間；

分別向第一油管和第三油管注入熱蒸汽，并分別通過(guò)第二油管、第四油管對(duì)應(yīng)將第一篩管、第二篩管內(nèi)的蒸汽排出；

當(dāng)監(jiān)測(cè)到所述油層段中部溫度上升至設(shè)定溫度時(shí)，停止對(duì)所述油層段的加熱，以轉(zhuǎn)入蒸汽輔助重力泄油生產(chǎn)階段。

本申請(qǐng)實(shí)施例的油層加熱方法，所述預(yù)設(shè)升溫速度包括5℃/天。

本申請(qǐng)實(shí)施例的油層加熱方法，所述預(yù)定時(shí)間的取值范圍包括5～10天。

本申請(qǐng)實(shí)施例的油層加熱方法，所述設(shè)定溫度包括150℃。

由以上本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案可見(jiàn)，本申請(qǐng)實(shí)施例中，每個(gè)水平井內(nèi)安裝有一個(gè)用于注汽的長(zhǎng)油管和一個(gè)用于排汽的短油管，且在每個(gè)水平井的篩管內(nèi)對(duì)應(yīng)于低導(dǎo)熱率的油層段的短油管上套有導(dǎo)熱管；導(dǎo)熱管上盤繞有加熱電纜，以對(duì)低導(dǎo)熱率的油層段進(jìn)行輔助加熱，從而有利于實(shí)現(xiàn)雙水平井對(duì)應(yīng)的整個(gè)水平油層的均勻加熱，因此，本申請(qǐng)實(shí)施例可提高油層采收率。本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)于因注采井之間局部水平段存在夾層，或者不同水平段油層巖性差異導(dǎo)致的熱物性參數(shù)不同的情況，尤其適用。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1為本申請(qǐng)一實(shí)施例的電加熱輔助雙水平井循環(huán)預(yù)熱管柱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示管柱結(jié)構(gòu)中上水平井的斷面放大示意圖；

圖3為圖1所示管柱結(jié)構(gòu)中下水平井的斷面放大示意圖；

圖4為本申請(qǐng)一實(shí)施例基于圖1所示管柱結(jié)構(gòu)的油層加熱方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

參考圖1至圖3所示，本申請(qǐng)實(shí)施例的電加熱輔助雙水平井循環(huán)預(yù)熱管柱結(jié)構(gòu)包括上部水平井和下部水平井。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述上部水平井包括安裝于第一井口11內(nèi)的第一套管組件和通過(guò)第一篩管懸掛器213與所述第一套管組件相連的第一篩管214。所述第一套管組件包括第一技術(shù)套管212和套于所述第一技術(shù)套管212上端的第一表層套管211。所述上部水平井內(nèi)安裝有第一油管312和第二油管311。所述第一篩管214內(nèi)安裝有第一封隔器314。所述第一油管312的下端向右伸出所述第一封隔器314并延伸至所述第一篩管214尾部(穿過(guò)所述第一封隔器314后的延伸長(zhǎng)度，大于第一導(dǎo)熱管413 5～20米)，所述第二油管311的下端向右伸出所述第一封隔器314。位于所述第一篩管214內(nèi)對(duì)應(yīng)于第一油層段511的第一油管312、第二油管311上，分別對(duì)應(yīng)套有第一絕熱環(huán)313、第一導(dǎo)熱管413；所述第一導(dǎo)熱管413上盤繞有第一加熱電纜412；所述第一加熱電纜412通過(guò)傳輸電纜411供電。所述第一加熱電纜412對(duì)應(yīng)的第一篩管214部分內(nèi)填充有導(dǎo)熱液(圖中未示出)。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述下部水平井包括安裝于第二井口12內(nèi)的第二套管組件和通過(guò)第二篩管懸掛器223與所述第二套管組件相連的第二篩管224。所述第二套管組件包括第二技術(shù)套管222和套于所述第二技術(shù)套管222上端的第二層套管221。所述下部水平井內(nèi)安裝有第三油管322和第四油管321。所述第二篩管224內(nèi)安裝有第二封隔器324。所述第三油管322的下端向右伸出所述第二封隔器324并延伸至所述第二篩管224尾部(穿過(guò)所述第二封隔器324后的延伸長(zhǎng)度，大于第二導(dǎo)熱管4235～20米)，所述第四油管321的下端向右伸出所述第二封隔器324。位于所述第二篩管224內(nèi)對(duì)應(yīng)于第一油層段511的第三油管322、第四油管321上，分別對(duì)應(yīng)套有第二導(dǎo)熱管423、第二絕熱環(huán)323；所述第二導(dǎo)熱管423上盤繞有第二加熱電纜422；所述第二加熱電纜422通過(guò)傳輸電纜421供電；所述第二加熱電纜422對(duì)應(yīng)的第二篩管224部分內(nèi)填充有導(dǎo)熱液(圖中未示出)。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，通過(guò)第一封隔器314和第二封隔器324可將上部水平井及下部水平井對(duì)應(yīng)的整個(gè)水平油層封隔成兩個(gè)油層段，即第一油層段511和第二油層段512。其中，第一油層段511為低導(dǎo)熱率油層段，第二油層段512為高導(dǎo)熱率油層段。本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述的低導(dǎo)熱率和高導(dǎo)熱率是相對(duì)而言的。由于注采井之間局部水平段存在夾層，或者不同水平段油層巖性差異，往往導(dǎo)致油層的熱物性參數(shù)不同的情況，從而導(dǎo)致整個(gè)水平段油層的平均導(dǎo)熱率不同，因此，本申請(qǐng)實(shí)施例為了實(shí)現(xiàn)均勻加熱，將整個(gè)水平段油層的低導(dǎo)熱率部分和高導(dǎo)熱率部分通過(guò)封隔器封隔開(kāi)來(lái)，以便于對(duì)于低導(dǎo)熱率部分單獨(dú)進(jìn)行電加熱預(yù)熱。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述第一篩管214的內(nèi)壁底部敷設(shè)有第一磁化不銹鋼貼片215；所述第二篩管224的內(nèi)壁頂部敷設(shè)有第二磁化不銹鋼貼片225。所述第一磁化不銹鋼貼片215覆蓋所述第一篩管214內(nèi)壁的二分之一面積，且其長(zhǎng)度與所述第一導(dǎo)熱管413長(zhǎng)度相等；所述第二磁化不銹鋼貼片225覆蓋所述第二篩管224內(nèi)壁的二分之一面積，且其長(zhǎng)度與所述第二導(dǎo)熱管423長(zhǎng)度相等。

在磁力作用下，所述第一導(dǎo)熱管413與所述第一磁化不銹鋼貼片215之間相互緊貼配合，且所述第一導(dǎo)熱管413在盤繞第一加熱電纜412后的外徑略小于第一磁化不銹鋼貼片215的內(nèi)徑0.0～0.05米；所述第二導(dǎo)熱管423與所述第一磁化不銹鋼貼片225之間相互緊貼配合，且所述第二導(dǎo)熱管423在盤繞第二加熱電纜422后的外徑略小于第二磁化不銹鋼貼片225的內(nèi)徑0.0～0.05米；從通過(guò)熱傳導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述第一加熱電纜412及所述第二加熱電纜422之間的油層段進(jìn)行定向加熱，有效提高定向?qū)嵝屎陀蛯由郎匦Ч?/p>

本申請(qǐng)實(shí)施例的管柱結(jié)構(gòu)，本申請(qǐng)實(shí)施例的管柱結(jié)構(gòu)，所述第一導(dǎo)熱管413與所述第二油管311之間的環(huán)形空間內(nèi)填充有隔熱材料；所述第二導(dǎo)熱管423與所述第三油管322之間的環(huán)形空間內(nèi)填充有隔熱材料。在本申請(qǐng)示例性實(shí)施例中，所述隔熱材料例如可以包括玻璃纖維、石棉和巖棉的任意一種或多種。

在本申請(qǐng)示例性實(shí)施例中，上述導(dǎo)熱液例如可以包括：水、輕質(zhì)油和導(dǎo)熱油中的任意一種。這樣有利于將熱能高效均衡的傳輸?shù)接蛯?；且由于注入體積為加熱電纜對(duì)應(yīng)的篩管部分的篩管環(huán)空體積，因此導(dǎo)熱液的液面在對(duì)應(yīng)篩管懸掛器以下，不會(huì)對(duì)應(yīng)對(duì)篩管懸掛器上方的非油層段進(jìn)行傳熱和加熱。

由以上本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案可見(jiàn)，本申請(qǐng)實(shí)施例在雙水平井的每個(gè)水平井內(nèi)安裝有一個(gè)用于注汽的長(zhǎng)油管和一個(gè)用于排汽的短油管，且在每個(gè)水平井的篩管內(nèi)對(duì)應(yīng)于低導(dǎo)熱率的油層段的長(zhǎng)油管和短油管上，分別對(duì)應(yīng)套有絕熱環(huán)、導(dǎo)熱管；導(dǎo)熱管上盤繞有加熱電纜，以對(duì)低導(dǎo)熱率的油層段進(jìn)行輔助加熱，從而有利于實(shí)現(xiàn)雙水平井對(duì)應(yīng)的整個(gè)水平油層的均勻加熱，并且，每個(gè)水平井的加熱電纜對(duì)應(yīng)的篩管部分內(nèi)填充有導(dǎo)熱液，從而進(jìn)一步提高了整個(gè)水平油層的均勻加熱效果，因此，本申請(qǐng)實(shí)施例提高了油層采收率。本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)于因注采井之間局部水平段存在夾層，或者不同水平段油層巖性差異導(dǎo)致的熱物性參數(shù)不同的情況，尤其適用。

參考圖4所示，本申請(qǐng)實(shí)施例基于管柱結(jié)構(gòu)的油層加熱方法，其包括以下步驟：

S401、同時(shí)啟動(dòng)上部水平井和下部水平井的電加熱，使所述第一加熱電纜及所述第二加熱電纜之間的油層段以預(yù)設(shè)升溫速度升溫度。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，根據(jù)具體情況，電加熱功率優(yōu)選為5000～100000瓦/米。在本申請(qǐng)示例性實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)升溫速度例如可以包括5℃/天。

S402、當(dāng)所述油層段中部溫度升溫至熱開(kāi)裂溫度時(shí)，繼續(xù)以所述升溫速度加熱預(yù)定時(shí)間。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，鑒于油層巖石在緩慢升溫過(guò)程中，難以發(fā)生熱開(kāi)裂，本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)在導(dǎo)熱管上盤繞電加熱電纜的方式，可有效彌補(bǔ)單純電加熱電纜單位長(zhǎng)度發(fā)熱功率不足而導(dǎo)致升溫緩慢的問(wèn)題，大大提高水平段單位長(zhǎng)度的加熱功率至5～10倍以上，從而實(shí)現(xiàn)快速升溫并熱開(kāi)裂油層的目的。

此外，由于電加熱升溫，使所述第一加熱電纜及所述第二加熱電纜之間的油層段，因礦物組分差異熱膨脹產(chǎn)生剪應(yīng)力而導(dǎo)致熱開(kāi)裂，從而提高該油層段的滲透率、孔隙度等儲(chǔ)層物性，使得在轉(zhuǎn)入SAGD生產(chǎn)后，該段油層段的滲流能力大大提高，彌補(bǔ)因?qū)崧实投鴮?dǎo)致的蒸汽腔發(fā)育緩慢等不足，通過(guò)提高滲流能力，加快該油層段蒸汽腔發(fā)育和擴(kuò)展速率。

在本申請(qǐng)示例性實(shí)施例中，所述預(yù)定時(shí)間例如可以包括的取值范圍5～10天。

S403、分別向第一油管和第三油管注入熱蒸汽，并分別通過(guò)第二油管、第四油管對(duì)應(yīng)將第一篩管、第二篩管內(nèi)的蒸汽排出。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，對(duì)于上部水平井而言，注入第一油管內(nèi)的熱蒸汽對(duì)上部水平井對(duì)應(yīng)的第二油層段進(jìn)行加熱；因加熱第二油層段而被冷卻的蒸汽通過(guò)第二油管被排出井口。對(duì)于下部水平井而言，注入第三油管內(nèi)的熱蒸汽對(duì)下部水平井對(duì)應(yīng)的第二油層段進(jìn)行加熱，因加熱第二油層段而被冷卻的蒸汽通過(guò)第四油管被排出井口。

本申請(qǐng)實(shí)施例在電加熱段監(jiān)測(cè)到油層發(fā)生熱開(kāi)裂后，開(kāi)始注蒸汽循環(huán)預(yù)熱并適時(shí)降低電加熱器的功率，有利于逐步降低電加熱段溫度，逐步縮短蒸汽循環(huán)段油層溫度差，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)水平段油層(即第一油層段和第二油層段)的均勻升溫。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，將第一油管和第三油管延伸至水平井尾部，并長(zhǎng)于導(dǎo)熱管5～20米，可以在注蒸汽循環(huán)預(yù)熱過(guò)程中，有效排出注入的蒸汽，避免水平井尾部積液。此外，第一絕熱環(huán)和第二絕熱環(huán)的引入，可避免蒸汽進(jìn)入水平井并與電加熱段而發(fā)生電加熱與水蒸汽二次換熱，以至于無(wú)法有效加熱油層的情況，可以大大提高電加熱效率。

S404、當(dāng)監(jiān)測(cè)到所述油層段中部溫度上升至設(shè)定溫度時(shí)，停止對(duì)所述油層段的加熱，以轉(zhuǎn)入蒸汽輔助重力泄油生產(chǎn)階段。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述設(shè)定溫度例如可以包括150℃。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，在步驟S403之后，還可以根據(jù)情況適時(shí)調(diào)整加熱電纜的功率；使整個(gè)水平段油層的高溫段溫度逐漸下降，低溫段溫度逐漸上升，最終整個(gè)水平段油層的各點(diǎn)溫度差保持在5℃以內(nèi)；實(shí)現(xiàn)均衡加熱。

由以上本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案可見(jiàn)，本申請(qǐng)實(shí)施例在雙水平井的每個(gè)水平井內(nèi)安裝有一個(gè)用于注汽的長(zhǎng)油管和一個(gè)用于排汽的短油管，且在每個(gè)水平井的篩管內(nèi)對(duì)應(yīng)于低導(dǎo)熱率的油層段的長(zhǎng)油管和短油管上，分別對(duì)應(yīng)套有絕熱環(huán)、導(dǎo)熱管；導(dǎo)熱管上盤繞有加熱電纜，以對(duì)低導(dǎo)熱率的油層段進(jìn)行輔助加熱，從而有利于實(shí)現(xiàn)雙水平井對(duì)應(yīng)的整個(gè)水平油層的均勻加熱，并且，每個(gè)水平井的加熱電纜對(duì)應(yīng)的篩管部分內(nèi)填充有導(dǎo)熱液，從而進(jìn)一步提高了整個(gè)水平油層的均勻加熱效果，因此，本申請(qǐng)實(shí)施例提高了油層采收率。本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)于因注采井之間局部水平段存在夾層，或者不同水平段油層巖性差異導(dǎo)致的熱物性參數(shù)不同的情況，尤其適用。

以上所述僅為本申請(qǐng)的實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。